Trinitrotoluol
C₇H₅N₃O₆
Basiswissen
C₇H₅N₃O₆ ist ein sehr brisanter Sprengstoff. Zwar ist der Brennwert dieser Chemikalie eher niedrig, aber durch die hohe Brisanz zünden alle Moleküle in einem sehr kurzen Zeitraum, was die Wirkung sehr stark macht. Das ist hier kurz erklärt.
Aussehen
Trinitrotoluol kommt in zwei Erscheinungsformen (Modifikationen, Polymorphie) vor. Eine stabile, monokline Form bildet hellgelbe, nadelförmige Kristalle, die bei 80,4 °C schmelzen. Eine metastabile, orthorhombische Form bildet orange Kristalle. Beim Erhitzen auf 70 °C erfolgt eine Umwandlung zur monoklinen Form. In Wasser ist die Verbindung sehr schwer löslich. Mit seinem niedrigen Schmelzpunkt von 80,4 °C lässt sich TNT in Wasserdampf schmelzen und kann in Formen gegossen werden. TNT ist giftig und kann bei Hautkontakt allergische Reaktionen hervorrufen. Es färbt die Haut leuchtend gelborange.
Geschichte
Trinitrotoluol, kurzt TNT, ist ein Sprengstroff. Erstmals im Jahr 1863 hergestellt, wurde TNT ab 1901 im Deutschen Reich großtechnisch hergestellt. Wesentliche Ausgangsstoffe wurden aus Steinkohlenteer (Kokerei) gewonnen. Während des zweiten Weltkrieges wurden alleine in Deutschland 800 Tausend Tonnen TNT hergestellt. Siehe auch Bomben ↗
Wirkprinzip
Bei der Explosion finden sogenannte Redox-Reaktionen statt. Der Brennstoff sind die C-Atome, der Oxidator ist in den Nitrogruppen zu sehen. Durch die Reaktion entstehen aus dem Feststoff TNT in sehr kurzer Zeit Gase. Diese benötigen ein erhebliches größeres Volumen als der Festoff und dehnen sich dadurch sehr stark aus. Diese Ausdehnung der enstehenden Explosionsgase bewirkt im Wesentlichen die Sprengwirkung. Maßgeblich für die Zerstörungskraft ist die Geschwindigkeit, mit der die Reaktion stattfindet: Der Brennwert von TNT liegt bei nur etwa einem Viertel des Wertes von Holz. Bei TNT reagieren aber die Stoffe extrem viel schneller: innerhalb des Feststoffes wandert die Reaktionsstelle mit etwa 6000 Meter pro Sekunde voran. Diese Explosionsgeschwindigkeit ist enthalten im Begriff der Brisanz ↗
Energie
TNT dient als Vergleichstoff zur Beurteilung des Energieinhaltes verschiedener Sprengkörper. Feuerwerkskörper haben in der Regel weniger Sprengkraft als 1 Gramm TNT, Sprengsätzte von Terroristen einige wenige Kilogramm bis maximal etwa 1000 kg. Sehr große konventionelle Bomben erreichen einge Tonnen. Atombomben reichen von etwa 13 Millionen Kilogramm (13 Tausend Kilotonnen) für die Hiroshima-Bombe bis hin zu 50 Milliarden Kilogramm (50 Megatonnen) für die russische Zar Bombe. 1 kT (Kilotonne TNT) entspricht 4,184 mal 10 hoch 12 Joule Energie. 1 kg TNT entspricht dann 4,184 mal 10 hoch 9 Joule Energie. Mehr dazu unter Kilotonne ↗
In Zahlen
- 1047 kJ/mol freigesetzte Energie ↗
- 227,1 g/mol Molare Masse ↗
- 4,6 MJ/kg Brennwert ↗
